變壓器滲漏油的原因及解決方法

變壓器油
1、變壓器油的物性
純凈的變壓器油是無色透明的液體，其絕緣強度比空氣大很多，可以充滿油箱內各部件之間的空氣隙，使其內部的絕緣介質保持良好的化學和物理性能，保護金屬防止腐蝕，保持變壓器良好的絕緣狀態，此外變壓器油還具有良好的散熱作用，油循環使得繞組和鐵芯得到充分冷卻，改善運行條件，是變壓器安全穩定運行的重要環節。 通常，變壓器油在20℃時的密度為0.84～0.91，一般不超過0.9。變壓器油的密度越小，油中的雜質和水分越容易沉淀，對電氣設備的安全穩定運行越有好處。例如，在低溫時，變壓器油中如果存在水分，則有可能結冰，冰的密度為0.92。如果油的密度大于0.92，則冰就會在油中浮起，成為放電通道，引發電力事故。
2、變壓器油類型
在我國，變壓器油的牌號是以凝點為基礎劃分的的，分別為DB-10、DB-25、DB-45，其中D代表“電力用油”，B代表”變壓器油”，后面的數字表示三類變壓器油的凝點分別為-10℃、-25℃、-45℃。對于最低氣溫不低于-10℃的地區，采用DB-10的變壓器油，對于最低氣溫低于-10℃的地區，采用DB-25或DB-45的變壓器油。
3、變壓器油質量的判定
變壓器油的質量要求等級很高，不經過耐壓試驗和化學實驗是很難確定油是否合格，但不合格的油一般可以從外觀加以鑒別。
1) 油的顏色：正常油的顏色為微黃，若油色變為紅棕色，甚至發黑時，則應懷疑油已經劣化，應對油進行取樣試驗；
2) 透明度：新油在玻璃瓶中是透明的，并帶有藍紫色的熒光，若失去熒光和透明度，則說明油中含機械雜質和游離碳；
3) 氣味：未變質的變壓器油沒有氣味，或帶有一點煤油味，如有異味，說明油質變壞。例如：燒焦味—油溫過高；酸味—油嚴重老化；乙炔味—由內產生過電弧；其他異味—與容器反應產生。
4、變壓器滲漏油的危害
目前，我國對滲漏油尚沒有明確量的規定，一般認為有油跡者為滲油，有油珠下滴者為漏油。一旦變壓器出現滲漏油，其后果是十分嚴重的，不僅影響外觀，污染環境，而且會使油位降低，引起低油位告警；甚至會使帶電接頭、開關處在無油絕緣的狀況下運行，從而導致絕緣降低、擊穿、短路、燒損，甚至爆炸。
滲漏油還會使變壓器由密封狀態變為非密封狀態，長此以往，對變壓器的絕緣品質和使用壽命都會產生不利影響。此外還會使站場巡檢人員或檢修人員對變壓器儲油柜內膠囊的密封良好性、油位表指示的正確性等作出錯誤分析。由于變壓器滲漏油本身已對變壓器的安全運行形成了威脅，而與此同時還往往伴隨著吸潮現象的發生，且難以察覺，由此容易形成新的故障隱患，從而影響輸油站場電力系統的安全可靠。
因此，對變壓器的滲漏油問題應給予充分重視，并充分分析和研究滲漏的原因，采取必要的措施以杜絕滲漏油現象的發生。
變壓器漏油原因分析
1、溫度影響
變電所所在地四季溫差較大，夏季氣溫最高可達40℃以上，而冬季的氣溫又可降到-25℃以下，因此器身金屬的膨脹及收縮變形較大，尤其在冬季，晝夜溫差極大，夜間氣溫極低，變壓器各連接處密封圈墊彈性降低，體積收縮，從而導致滲漏油。這種情況與原本運行時不漏的變壓器，停電后由于溫度降低反而產生滲漏的道理是一樣的。
2、設計結構的影響
由于變壓器本體油箱與散熱器為兩個相對獨立系統。散熱器與油箱上的密封法蘭配合，通過橫向連管等連接件聯接固定在本體油箱之上，二者之間的進出油管道通過變壓器專用蝶閥相連通。由于散熱器本身及內部變壓器油的總重達數千千克，連接法蘭、蝶閥承受很大的重量，且不同部位的所受到的力不嚴格一致，這種情況很有可能使本體油箱法蘭與散熱器法蘭不平行，造成各處密封墊受力不均勻，使兩法蘭間隙小的地方壓縮量較大，間隙大的地方壓縮量較小，不易做到做到均勻壓縮，隨著密封材質的老化變質，容易滲漏。
3、振動頻率的影響
由于本體與冷卻器分為兩個相對獨立的部分，因此其機械振動（變壓器內部硅鋼片磁致伸縮引起的鐵芯振動，硅鋼片接縫處和疊片間的漏磁引起的振動，繞組負荷電流漏磁引起的繞組和油箱壁的振動）頻率不一致，而使其連接部分的振動頻率發生不規則變化，導致變壓器在經過了長時間的運行后，連接法蘭的螺絲松動，產導致滲漏油。
4、密封結構及密封件問題
由于變壓器上使用密封件隨著使用時間的增加會出現老化變質的問題，極易變硬、破裂，同時，由于部分管路的密封采用平面法蘭對接，造成安裝過程中的密封圈壓縮量過大，導致整體密封不良，管路松動。密封問題造成滲漏油的主要原因有以下幾種：
密封結構差
密封結構是決定變壓器是否滲漏的重要因素之一。變壓器常見的密封結構主要分為兩種：
A、有密封槽或有限位圓鋼（方鋼）結構
B、平板對接無限位結構
相對而言，如果密封面采用第一種方式，并且選用合適的、合格的密封件，不僅有利于現場的安裝及檢修，而且也容易控制密封件的壓縮量。其滲漏油的可能性就會減小，密封件的使用年限也會延長。若采用制造工藝粗糙的無限位密封結構， 在焊接和裝配過程中又沒有認真清理焊渣，或隨意用金屬物敲擊密封面，導致密封面凸凹不平，產生幅向溝痕，則極易引起滲漏。
密封件選用不當
密封件的質量好壞也是影響變壓器滲漏的重要因素。更換密封件時應對應選擇耐油、抗氧化能力好、耐高溫的材料，并在選用時仔細檢查，一般應使用硬度適中的密封圈，且要保證密封圈的壓縮量在30%左右，避免因過量壓縮而使其壽命縮短。變壓器的密封圈應盡量選擇平板密封圈，尤其是對于高壓、低壓套管等大面積密封的地方應選擇平板無接頭密封圈，這對密封面質量不太好的法蘭尤為重要。
密封件老化
一些新安裝或新檢修的變壓器，密封圈的彈性還較好，真空驗漏時未出現異常情況。但運行幾年后，密封圈的彈性減弱，密封失效，潮氣甚至是雨水直接進入變壓器本體，此類滲漏現象往往是由密封件老化引起的，如不及時處理它將引起絕緣物的結構強度降低，發生放電現象，對變壓器產生極大的危害。
5、焊縫與焊接質量
焊接工藝，焊接質量差等問題，也是變壓器滲漏油的重要原因。
焊縫出現裂紋
變壓器油箱出廠試漏時，一般很少發現滲漏現象，但在使用現場，滲漏較為普遍，其主要原因之一是焊縫周圍出現了裂紋。焊接應力產生裂紋情況有兩種：
(1) 焊接應力與外應力疊加。
焊件在焊接成型的過程中經受很大的溫度變化。在焊縫上，最高溫度可達材料沸點，而離開熱源，溫度則急劇下降。這種溫度的變化將產生內應力，也必然影響到整個焊接過程中的應力分布，引起應力集中，不僅導致工藝缺陷，而且在一定條件下將直接影響構件的承載能力，如強度，剛度，受壓穩定性等。變壓器油箱是結構復雜，焊道縱橫交錯，產生大量的焊拉應力，造成應力集中，應力值甚至可達到屈服極限以上。變壓器出廠時的吊裝和運輸，實質上是給變壓器油箱施加一種外載。這種外應力與焊接應力相疊加，達到或超過材料強度極限，就會使原有隱裂繼續擴展或加深，甚至產生新的裂紋而導致滲漏。
(2) 焊接應力與腐蝕共同作用。
焊接應力與腐蝕共同作用也能產生裂紋。這是因為變壓器油中含有水分，有機酸、無機酸以及過氧化物，這些物質會對油箱產生腐蝕作用，與油箱材料在承受的焊拉應力相疊加，就可能出現裂紋。
焊接質量問題
一臺16000KVA的主變，密封焊接口的數量很大，焊點多、焊縫長、焊接難。由于廠家焊接設備、人員技術水平、檢漏手段等諸多因素影響，常常造成接口處（直縫與橫縫、立縫結合處、換焊條結合處等）焊接不良或燒透形成砂眼、氣孔。另外，有時鋼材本身也存在氣孔，這些缺陷因有焊渣、油漆等附著，在運行初期表現不明顯，但隨著變壓器的電磁、機械振動及油溫升高變稀，油逐漸從這些沙眼、氣孔、裂紋中滲漏出來。
滲漏點的查找方法
變壓器滲漏油的原因很多，表現出來的現象也各有不同。
順藤摸瓜法—適用于比較明顯的漏油。
查看設備時，首先觀察變壓器安裝位置的地面基礎上有無明顯的新油跡，如果有，要順著油跡的上方查看，并并應注意排除一些中間漏油的假象點，順藤摸瓜，一般可以找到真正的滲漏原點，如套管CT接線柱、套管帽、焊接沙眼、管根等處。
觀察分析法—對介于滲與漏之間的滲漏點查找。
這種滲漏點一般不向下滴油或很長時間才向下滴一滴。因此地面上無新油跡，但滲漏點附近一般有一片油污，且有較明顯的油跡或油泥，并在滲漏點處較為集中。因此只要把油跡或油泥處擦凈，用截斷鋸條或其他工具將滲漏點外面的油漆、焊藥皮除掉，一般能較快的查出滲漏點。
尋根朔源法—對滲油點的查找。
滲油一般比較緩慢，多為焊接的細小砂眼、裂紋、管縫開裂等，滲點的周圍一般有一小片浮土和浮土密集區。對此類滲點一般可用截斷鋸或其他工具對浮土密集區進行挖根找點，除掉其油漆、焊藥皮，如果發現焊接接口凹處，尤其是平直焊縫交接處的凹坑，一般可認為此處即為滲點，再配合顯像劑，很快就能找到滲油位置。
化學顯像法—對于沒有浮土密集區的滲點。
對浮土區下常易發生滲油的部位進行清理挖點，并將該點用丙酮擦拭，干燥后噴上顯像劑（顯像劑為液體，噴出時呈霧狀，可粘附與滲點的各種復雜表面，經風一吹即可將其附著的表面包括凹坑變為白色），經過一段時間，滲油處的白色將變暗發黑，滲點即刻顯現。顯像劑法不受環境、滲點位置的影響，附著時間長且容易清除，是尋找滲漏點的較佳途徑。
漏油改進措施
根據滲漏部位不同，一般應實行以焊為主、焊堵結合等多種處理措施。
1、焊接
對因焊接或鋼材本身缺陷造成的滲漏油，可使用補焊的方法進行處理。帶油焊接應在漏油不顯著的情況下進行，且施焊部位必須在油面以下。否則應采用抽真空排油法形成負壓后焊接，負壓的真空度不宜過高。以內外壓力相等為宜以避免吸入鐵水。帶油補焊一般禁止使用氣焊，焊接選用較細的焊條為宜，補焊時應將施焊部位的油跡清除干凈，施焊過程中要注意防止穿透和著火。當焊接時間較長時，應采用斷續、快速點焊。燃弧時間應控制在10s-20s之內。絕對不允許長時間連續焊接。以防止焊穿。補焊滲漏油較嚴重的孔隙時，可先用鐵線等堵塞或鉚后再施焊。在靠近密封橡膠墊圈或其它易損部件附近施焊時，應采取冷卻和保護措施。
2、粘堵
有些滲漏部位不宜或不能用電焊補焊。這就需要使用快速堵漏膠等進行封堵。堵漏膠可以在帶油、帶壓情況下處理設備滲漏故障，使用簡便、適應性強，可以節省大量人力、物力。在使用堵漏膠堵漏時，應注意以下幾點：
1) 要掌握堵漏劑的性能、配合比例和操作要領；
2) 要根據設備的滲漏情況及處理滲漏時的溫度，適當調整配合比例或加添快速固化劑；
3) 對需要粘堵的滲漏部位應清擦打磨干凈，不能有油泥、漆皮等；
4) 對漏油點不能堵上了事，而應用粘有丙酮的脫脂紗布將膠堆起，把漏點蓋住，直至膠變硬固化，沒有油滲出為止。
3、更換
變壓器密封件材質的好壞對滲漏油的影響很大，不耐油膠墊用不了幾年就會發胖、變軟，失去密封作用而漏油。對這種材質不佳的膠墊要找機會更換為合格的密封膠墊。除膠墊材質外，密封墊的尺寸大小、厚薄對滲漏亦有較大影響。現在用的橡膠墊壓縮率一般為35%--40%，從外觀上檢查，原為直角的膠墊變為圓弧形才能真正起到密封作用。對尺寸不合格的膠繩、膠墊、“O”型圈均應進行更換，當沒有合適規格時，應重新設計加工，保證它們起到密封作用。
滲漏油的預防手段
嚴把材料關
1) 在對變壓器的密封墊進行更換時，應選用正規廠家的產品，彈性、硬度、吸油率、抗老化性能等應符合質量標準；
2) 嚴禁使用厚薄不均，表面有氣泡、起層、有雜質的密封墊；
3) 更換用的螺栓絲扣應均勻、光滑、無毛刺；
4) 備齊各種規格的密封墊配件。
嚴把安裝工藝關
變壓器在維修、更換零部件以及拆裝螺栓法蘭時要注意以下事項：
5) 選擇合適、合格的密封墊，擰緊時保證壓縮在35%-40%； 6) 安裝前要用白布將密封墊及上下接觸面擦拭干凈；
7) 安裝完畢充油前，要對所有的螺栓檢查、緊固；
8) 所有螺栓要緊固，表面粗糙、密封不良的要在螺栓上涂一層膠粘劑；
9) 大型檢修時密封墊應當全部更換；
10) 法蘭聯接時，要清除異物，擦拭干凈。舊法蘭面不平，應打磨或用速效堵漏膠填平；更換密封墊，涂密封膠；壓緊螺栓要均勻對稱擰緊，上下螺栓固定時應均勻用力，密封墊不得偏斜或竄位。
及時發現問題并處理
經常巡檢變壓器各部位，加強變壓器運行管理，嚴格按規章操作，發現焊縫、鑄件、閥門等處滲漏油要及時處理；發現變壓器嚴重漏油，使油面迅速下降時，應立即采取止漏措施，情況嚴重時應立即匯報調度停止該變壓器運行；運行中密切注視分接開關儲油柜油位，當油位異常升高或降低時，則應檢查切換開關油室是否滲漏油；對變壓器定期取油樣，若發現主變的色譜分析氫、乙炔和總氫含量異常超標，也應檢查切換開關油室是否滲漏油，以便及時處理，隨時把事故消除在萌芽狀態。